‘eetgedrag’ van zwarte gaten verwijst naar massa

Hoe zwaar zijn superzware zwarte gaten, die vaak onzichtbaar zijn in de kernen van sterrenstelsels? Volgens een studie reflecteert de lichtflits van materieschijven rond zwarte gaten hun massa. Deze verbinding biedt een nieuwe manier om de mysterieuze zwaartekrachtreuzen te karakteriseren met behulp van visuele waarnemingen. Deze methode kan ook helpen bij het begrijpen van slecht begrepen processen in accretieschijven, zeggen astronomen.

Hun zwaartekracht is zo sterk dat zelfs licht er niet aan ontsnapt: vanwege hun verbazingwekkende fysieke eigenschappen en kosmisch belang zijn zwarte gaten een bijzonder aandachtspunt van de astrofysica. Een van hun doelgroepen concludeerde uit hun impact op het milieu. Ze komen in drie categorieën. Er zijn stellaire zwarte gaten met massa’s tot tien keer de massa van de zon, middelgrote monsters met een gewicht van ongeveer 100 tot 100.000 keer de massa van onze zon, en dan zijn er de ultieme zwaartekrachtmonsters: superzware zwarte gaten. Het is miljoenen keren de massa van de zon en bevindt zich meestal in het centrum van sterrenstelsels.

Vooral de reuzen onder zwarte gaten vormen nog steeds veel mysteries voor astronomen. Het is ook niet duidelijk hoe ze zich vormen en groeien. Om deze vraag te onderzoeken, zou het nuttig zijn om een ​​andere methode te kunnen gebruiken om hun massa’s te bepalen. Een onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign toont nu een dergelijke mogelijkheid aan. Astronomen richtten zich aanvankelijk op actieve superzware zwarte gaten (SMBH’s) in het centrum van sterrenstelsels – of schijven van materie die zich daaruit ‘voeden’. Deze accretieschijven zijn zo groot als ons zonnestelsel en kunnen door “eet”processen krachtige straling uitzenden. Soms kan het zelfs de schittering van een heel sterrenstelsel overtreffen.

READ  Ondanks de versoepeling blijft Apple maskers bestellen in de Macerkopf van zijn Amerikaanse winkels

Zijn er duidelijke patronen in het flikkeren?

Het is bekend dat het licht van de “gatbekleding” flikkert: door fysieke processen die nog niet volledig worden begrepen, fluctueert de straling in de tijd van uren tot tientallen jaren. “Er zijn pogingen gedaan om een ​​verband te leggen tussen het waargenomen knipperen en de massa van SMBH’s, maar de resultaten zijn niet overtuigend”, zegt eerste auteur Colin Burke. Voor hun onderzoek stelden hij en collega’s een dataset samen van 67 actieve SMBH’s met bekende massa’s om de stralingsvariantiepatronen op grotere schaal te kunnen analyseren.

Zoals de onderzoekers melden, zijn ze nu in staat om patronen te identificeren die duidelijk een verband laten zien tussen de flits en de massa van SMBH’s: ze hebben een duidelijk tijdsverloop in de flits geïdentificeerd dat nauw verwant is aan de bekende kenmerken van het zwarte gat in vraag. Vervolgens breidden ze hun onderzoek uit naar de groei van witte dwergsterren, die ook flikkeraccretieschijven kunnen bevatten. Dit zijn overblijfselen van sterren uit de massa van onze zon. Wetenschappers hebben ontdekt dat dezelfde flits-tot-massaverhouding ook aanwezig is in deze hemellichamen, hoewel witte dwergen miljoenen tot miljarden keren minder massief zijn dan SMBH’s.

De mogelijkheid van astronomie

“Deze resultaten geven aan dat de processen die de flits aansturen tijdens accretie globaal zijn – ongeacht of het centrale object een superzwaar zwart gat is of een veel lichtere witte dwerg”, zegt co-auteur Yue Shen. Zijn collega Yan Fei Jiang van het Center for Computational Astrophysics in New York voegt toe: “De relatie tussen de waargenomen lichtflits en de fundamentele eigenschappen van het centrum kan ons helpen accretieprocessen beter te begrijpen.”

READ  Apple TV Plus krijgt toegang tot Chromecast via Google TV

Zoals de wetenschappers opmerken, kunnen de bevindingen vooral licht werpen op tot nu toe onontgonnen zwarte gaten van gemiddelde grootte (IMBH’s): “Nu de correlatie duidelijk is, kunnen we voorspellen dat het flikkerende signaal van monsters van zwarte gaten van gemiddelde grootte eruit zou kunnen zien zoals”, zegt Burke. In deze context hopen wetenschappers nu gegevens te hebben van het Sky Survey by the Legacy Survey of Space and Time (LSST)-project vanaf eind 2023.” Co-auteur van Shen Liu University in Illinois zegt: “IMBH’s hebben het potentieel om deze mysterieuze groep van langverwachte zwarte gaten te detecteren en te bestuderen.”

Video: Artistieke impressie van een lichtflits in een superzwaar zwart gat. (Tegoed: The Mark A. Garlick/Simmons Foundation)

Bron: Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign, artikel: Wetenschap, doi: 10.1126/science.abg9933

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *